[发明专利]疏浚泥管中固化实验装置及其疏浚泥管中混合固化方法

说明书

技术领域

本发明属于疏浚泥固化实验装置技术领域，具体涉及一种疏浚泥管中固化实验装置及其疏浚泥管中混合固化方法。

背景技术

我国东部沿海城市经济的快速发展与港口的发展密不可分，港为市用，市以港兴。城市用地的扩张和港口规模的扩大需要大量的填方用土，同时船舶的大型化势必带来航道的深水化，疏浚是解决船舶安全航行和港口与航道基础建设的必要途径，目前疏浚面临的最大问题就是如何处置每年数量高达上亿方的疏浚淤泥。这些淤泥含水率高、强度低，无法直接作为工程用土，目前我国主要通过两种方法处理疏浚泥：吹填和抛泥。吹填造陆作为经济、成熟的工艺已被广泛采用。但具有一定的局限性，特别是疏浚淤泥，固结速度慢、承载力小、需要占用大量土地资源，后期的软基处理费时费力，若疏浚淤泥中含有重金属，处理不当易造成二次污染等。在海洋部门指定倾倒区进行海洋抛泥是目前我国广为使用的处理方案，据统计，疏浚泥的倾倒已由1996年的2578万m³上升到2007年的2亿m³，平均每年增速约为20％。工程增加，抛泥区也越设越远，运费自然也提高，“船老大”为节省成本边走边倒，危害了海洋生物的生存环境，同时造成航道的快速回淤。另一方面，中国特别是沿海城市在填海造陆、港口码头的建设、道路施工等土方工程中，需要大规模的地基填筑。开山采石作为地基填筑材料会对环境造成不利影响，其应用受到一定限制，且采用石材作为地基填筑材料对地基下卧层承载力有较高要求；利用疏浚淤泥作为地基填筑材料在填海以及港口工程中得到广泛应用，但后续的地基处理费用较高、工期长。日本近年来将疏浚淤泥固化之后作为港航工程的地基填筑、填海造陆工程，取得良好的技术效果和经济效益。对于水工建筑工程中软土固化处理的工程量远远大于普通建筑，属于大体积量疏浚淤泥固化处理，采用传统的机械搅拌技术将固化剂搅拌均匀，然后采用皮带输送机或车辆将固化土运送到工程地点，这种方式工作效率低，已经不能满足港航工程等需要大体积量填筑的工程要求，因此，迫切需要开发大体积疏浚淤泥固化处理的施工工艺。

授权公告号为CN203079815U(公告日为2013年07月24日)的中国实用新型专利公开了一种疏浚泥固化装置(如图7所示)，其特征在于：包括用于输送疏浚泥的输泥管路，输泥管路的进口端插入处理前的疏浚泥中用以吸取疏浚泥，输泥管路的出口端下方设有用以收集固化处理后的疏浚泥的收集容器，该输泥管路的中部位置处设有用以往输泥管路中添加粉料固化剂的添加口。

该装置利用泥浆泵将疏浚泥泵入管道中，向管道中定量投入固化剂，并泵入高压气体，使固化剂与泥浆在紊流的作用下充分混合，从而达到固化的目的。由于疏浚泥具有固体颗粒细碎、杂质较多、含水率大的特点，上述装置仅仅通过高压气体使固化剂与泥浆达到充分混合的效果，在现实过程中高压气体在无规律向管内充气时有时不但不能充分混合，还会起到反效果，同时上述装置的固化剂也不能均匀地进入管中，使固化剂与泥浆混合不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种疏浚泥管中固化实验装置，该装置可以对各种不同含水率，尤其是含水率为100％的疏浚泥样本模拟处理并利用模拟仿真计算，为现场工程处理提供参考数据，同时还可以作为工程中的大体积疏浚泥固化装置，克服了我国现有的传统机械搅拌技术遇到的效率低、场地受限等问题。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种疏浚泥管中固化实验装置，包括疏浚泥池和改良土池，其特征是，疏浚泥池和改良土池之间通过输送管依次连接有扩大管道、混合区、管中混合机构、锥形圆筒；所述疏浚泥池内的疏浚泥通过立式泥浆泵抽入输送管内依次输送至扩大管道、混合区、管中混合机构、锥形圆筒处理之后输入至改良土池；混合区旁边设有G型单螺杆泵插入其内部输送固化剂，G型单螺杆泵上设有固化剂输入口。

所述G型单螺杆泵插入混合区内的固化剂出口处设有多个固化剂喷射口。

所述扩大管道在疏浚泥输入端倾斜连接有输气管，输气管连接有柱塞式空气压缩机。

所述柱塞式空气压缩机按一定规律间歇性通过输气管向扩大管道内吹气。

所述管中混合机构为直径小于输送管二股管或方形扩大管。

所述二股管将输送管输入进来的疏浚泥一分为二，两根管形状均为圆弧形且长度不同。

所述方形扩大管内部通过Y形隔片隔开，混合区与方形扩大管之间的输送管上设有分流副管连接在方形扩大管的末端处。

本发明另一方面提供了一种疏浚泥管中混合固化方法，其特征在于包括以下过程：